FR2853265A1 - Systeme et procede combine d'elimination de dechets et de production d'energie thermique - Google Patents

Abstract

Système combiné d'élimination des déchets et de production d'énergie thermique, comprenant une réserve à déchets pourvue dans sa partie supérieure d'un dispositif d'introduction des déchets, un foyer d'incinération de déchets provenant de la réserve à déchets, et un foyer d'épuration des gaz de combustion provenant du foyer d'incinération, avec un flux gazeux ascendant.Ce système comprend un dispositif pour alimenter le foyer d'incinération et le foyer d'épuration en combustible à haute énergie, un dispositif pour apporter un gaz comburant primaire dans la partie supérieure de la réserve à déchets, un dispositif pour évacuer des cendres, disposés sous les foyers d'incinération et d'épuration, et un dispositif pour évacuer les gaz de combustion, disposés dans la partie supérieure du compartiment d'épuration, vers un échangeur thermique.Utilisation notamment pour l'élimination de déchets ménagers et de déchets professionnels, par exemple des lisiers ou des boues de stations d'épuration.

Description

" Système et procédé combiné d'élimination de déchets et de production

d'énergie thermique"

La présente invention concerne un système combiné 5 d'élimination de déchets ménagers, agroalimentaire et autres, et de production d'énergie thermique. Elle vise également un procédé combiné d'élimination de déchets mis en oeuvre dans un tel système.

L'élimination des déchets est actuellement une 10 préoccupation majeure qui a conduit à développer de nombreux équipements conçus pour l'élimination des déchets industriels, médicaux ou ménagers. Au nombre de ces systèmes d'élimination de déchets, existent déjà des systèmes combinés d'élimination et de production d'énergie thermique. Mais ces 15 systèmes sont bien souvent sources de pollution de l'air ou de l'eau.

Le but de la présente invention est de proposer un système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique, qui assure cette élimination sans 20 pollution et avec une autonomie énergétique.

Cet objectif est atteint avec un système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique, comprenant: - une réserve à déchets pourvue dans sa partie supérieure de 25 moyens pour introduire des déchets, - un foyer d'incinération de déchets provenant de la réserve à déchets, à circulation inversée avec un flux comburant descendant, - un foyer d'épuration des gaz de combustion provenant du 30 foyer d'incinération, avec un flux gazeux ascendant, - des moyens pour alimenter le foyer d'incinération et le foyer d'épuration en combustible à haute énergie, - des moyens pour apporter un gaz comburant primaire dans la partie supérieure de la réserve à déchets, - des moyens pour évacuer des cendres, disposés sous les foyers d'incinération et d'épuration, et - des moyens pour évacuer les gaz de combustion, disposés dans la partie supérieure du compartiment d'épuration, vers des moyens d'échange thermique.

Pour un usage domestique, le système selon l'invention peut être mis en oeuvre, soit à partir d'une installation 10 neuve ou de remplacement avec intégration de la chaudière et du système d'élimination, soit à partir d'une installation existante, à combustible solide, liquide ou gazeux, à laquelle on adjoint un incinérateur à déchets.

Le système combiné d'élimination de déchets selon 15 l'invention permet de réaliser une élimination de déchets en toute innocuité, en procurant une dépollution totale des gaz et des résidus pour l'usager individuel. Pour des installations professionnelles, le système d'élimination de déchets selon l'invention permet la récupération du dioxyde 20 de carbone (CO2) et un inertage des résidus.

L'énergie thermique produite par le système selon l'invention peut être récupérée en cogénération et/ou trigénération d'énergie et être utilisée pour un chauffage central, de la production d'eau chaude sanitaire, de la 25 climatisation et de la génération d'électricité.

Le système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique selon l'invention peut être décliné en taille et en puissance en fonction de l'usager, qu'il s'agisse d'un particulier pour un usage domestique, 30 d'une petite entreprise ou de cuisines collectives. Ce système peut aussi être décliné en fonction des applications, qu'il s'agisse du chauffage central, de la production d'eau chaude sanitaire ou de la climatisation (production de froid).

Dans le cas d'une mis en oeuvre du système selon l'invention avec une installation de chauffage central existante, ce système comprend: - un générateur thermique à double foyer à combustible à haute énergie, pour l'incinération de déchets et l'épuration des gaz de combustion, ce générateur thermique coopérant avec l'installation de chauffage central, et - un ensemble technique pour la gestion des déchets.

Des moyens pour injecter de l'oxygène comburant dans les foyers d'incinération et d'épuration sont alors prévus dans le système selon l'invention.

Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé 15 un procédé combiné d'élimination des déchets et de production d'énergie thermique, mis en oeuvre dans le système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant: - une introduction de déchets dans une enceinte de gestion de déchets, - un apport de gaz comburant primaire dans la partie supérieure de l'enceinte de gestion des déchets, - un transfert des déchets stockés dans l'enceinte de gestion des déchets, dans un foyer d'incinération, - une incinération, dans ce foyer d'incinération, des déchets 25 provenant de la réserve à déchets, à circulation inversée avec un flux comburant descendant, - une épuration, dans un foyer d'épuration, des gaz de combustion provenant du foyer d'incinération, avec un flux gazeux ascendant, - une alimentation du foyer d'incinération et du foyer d'épuration en combustible à haute énergie, - une évacuation des gaz de combustion, vers un échangeur thermique, et - une évacuation de cendres des foyers d'incinération et d'épuration.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode 5 de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 illustre un exemple de structure d'un système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique, dans une version 10 intégrée pour une installation neuve ou de substitution; - la figure 2 illustre un exemple de structure d'un système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique, dans une version 15 équipant une installation de chauffage existante; - la figure 3 représente schématiquement des cycles caractéristiques mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention; - la figure 4 représente une version particulière du 20 système selon l'invention, incluant une compression des gaz de combustion refroidis; et - la figure 5 illustre schématiquement une application d'un système selon l'invention, pour le traitement de déchets à fort taux d'humidité.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 1, un exemple de réalisation d'un système combiné d'élimination de déchets et de production d'énergie thermique selon l'invention, pour un usage domestique dans une configuration d'installation neuve ou de remplacement.

Dans une telle configuration, l'usage courant est le chauffage d'un train de chaleur hydraulique 11 pour la production d'énergie thermique à usages multiples (eaux chaudes, vapeurs d'eau) qui peut procurer selon les options: - soit une production de chaleur et/ou de froid, pour un usage été/hiver ou professionnel, - soit une cogénération simultanée d'énergie électrique et d'énergie thermique, - soit une trigénération d'énergie électrique, et d'énergie thermique chaude et froide.

Le train de chaleur est régulé avec des techniques 10 conventionnelles en matière de gestion de ressources thermiques.

Le système 1 selon l'invention comprend - trois compartiments adjacents: un premier compartiment 2 pour la réserve à 15 déchets, - un second compartiment 3 pour le foyer à usage courant, - un troisième compartiment 4 pour l'épuration des gaz de combustion, - un échangeur thermique 10 en sortie du compartiment d'épuration.

Le foyer à usage courant ou foyer d'incinération 3 peut accepter tous les combustibles disponibles, liquides, gazeux ou solides tels que des biomasses végétales ou du charbon. La 25 configuration de ce foyer doit permettre l'utilisation de tous les combustibles en usage courant et être hermétiquement isolable au cours de l'incinération des déchets.

Pour cela, les entrées et sorties fonctionnelles du système selon l'invention sont agencées pour pouvoir être 30 occultées lors de la phase d'incinération, en particulier, l'entrée 21 d'arrivée de l'air comburant primaire, ainsi que des entrées éventuelles d'approvisionnement en combustibles d'usage courant s'ils sont autres que du combustible de type [Bio-D].

La sortie 33 d'évacuation des cendres est soumise à une injection de gaz carbonique CO2 sous une pression légèrement 5 supérieure à la pression atmosphérique, de façon à ce qu'il n'y ait pas d'entrée d'air au niveau du cendrier.

Le foyer à usage courant 3, qui comporte une grille à refroidissement hydraulique 30, est à circulation inversée, le flux comburant circulant de haut en bas.

Le foyer d'épuration des gaz de combustion 4 comporte un foyer réacteur à combustible [Bio-D] permettant le craquage moléculaire à très haute température.

Ce foyer d'épuration 4, qui comporte une grille à refroidissement hydraulique 40, est réalisé en acier spécial 15 et supporte la réaction thermique du combustible [Bio-D] sous hyper-oxydation qui permet de réaliser l'élémentarisation. Le flux de gaz passant au travers du foyer d'épuration des gaz est ascendant.

Le compartiment d'épuration des gaz comporte dans sa 20 partie supérieure un module 44 d'alimentation en combustible.

Le foyer d'épuration des gaz 4 fonctionne en dépression, les gaz de combustion étant détendus dans la partie haute du compartiment. Ces gaz de combustion sont aspirés vers l'échangeur thermique 10, en passant par un système de 25 turbulation parabolique qui permet la combustion complète des particules de combustible qui pourraient être entraînées par le flux.

La taille et la capacité thermique de l'échangeur 10 sont définies par la température de sortie des gaz de 30 combustion, qui doit être suffisamment basse afin d'éviter les recompositions moléculaires.

Le refroidissement maximal des gaz de combustion permet leur extraction par un système mécanisé 9. L'extraction des gaz de combustion est équilibrée en permanence et maintient l'ensemble du système en dépression. Ce système d'extraction 9 contrôle le flux d'air comburant et régule la vitesse des gaz de combustion, qui conditionne l'échange thermique avec le train de chaleur.

Le fonctionnement de l'échangeur 10 et le matériau utilisé permettent la condensation de l'eau contenue dans les gaz de combustion.

La réserve à déchets 2 constituant le premier 10 compartiment est intégrée au système combiné d'élimination selon l'invention. La configuration de la réserve et son système d'approvisionnement sont déterminés en fonction de la quantité de déchets générés par l'utilisateur.

Les déchets à éliminer peuvent être mélangés, avec par 15 exemple des déchets ménagers et banals " assimilés " et des matières organiques qui peuvent être constituées par les reliefs de repas d'une famille ou les déchets d'entretien de jardin.

La réserve à déchets 2 est un ensemble composé de deux 20 réservoirs communicants: un premier réservoir 200 étant dédié au stockage et à la déshumidification, et un second réservoir 201 étant dédié au transfert des déchets séchés vers le foyer à usage courant 3.

La réserve à déchets 2, qui est chauffée par le système 25 combiné d'élimination, comprend: - un dispositif 20 d'introduction, - un réservoir 200 de stockage des déchets, - un dispositif de transfert 24.

La réserve 2 est maintenue à une température de 60'C, 30 régulée par un système de contrôle conventionnel, par un échangeur thermique de capacité utile à l'évaporation de l'eau contenue dans les déchets. Ces conditions favorisent la fermentation et la gazéification de certaines parties des matières organiques.

Les gaz de fermentation des matières organiques et la vapeur d'eau sont drainés par le flux constant d'air 5 comburant qui traverse la réserve 2. Ces gaz de fermentation participent à l'apport thermique lors de leur passage dans le cycle de combustion.

L'air comburant primaire utilisé par le cycle d'usage courant passe dans la réserve à déchets 2 qui est donc en 10 dépression forcée, o il est chauffé et se charge en vapeur d'eau.

Le flux d'air comburant est épuré en participant à la combustion du cycle à usage courant, et l'eau peut être récupérée à la sortie.

Le réservoir 200 de stockage des déchets est composé d'un cylindre vertical qui communique par sa base avec un cylindre 201 de transfert qui comporte une vis d'Archimède 24 qui remonte les déchets vers une goulotte 34 qui approvisionne le foyer en combustible [Bio-D] . De là, les 20 déchets sont déversés dans le foyer à usage courant 3, après que celui-ci ait été approvisionné en combustibles solides.

La partie basse de la vis d'Archimède 24Cest une portion de cylindre évidé (non représenté), de hauteur supérieure à la trappe de communication. Cette particularité permet 25 d'alterner l'ouverture/fermeture vers la réserve. Il est à noter qu'en dehors du cycle d'incinération des déchets, le positionnement est contrôlé en fermeture.

La capacité de la réserve 2 est déterminée en fonction de la quantité de déchets produite par l'utilisateur et 30 définit la fréquence des cycles d'incinération. Le taux de remplissage et la température de la réserve sont contrôlés par des dispositifs techniques de contrôle couramment utilisées, qui déterminent le début et la durée du cycle spécifique d'incinération des déchets.

On va maintenant décrire un exemple de réalisation d'un dispositif 20 d'introduction des déchets. Le dispositif 5 d'introduction des déchets est situé dans la partie haute de la réserve de déchets 2. Dans le système de base, ce dispositif 20 consiste en un boîtier/sas 202 étanche d'introduction manuelle, pivotant sur un axe horizontal 203.

Les déchets sont introduits au fur et à mesure de leur 10 production.

Un mécanisme 21 commande une trappe d'alimentation de l'air comburant primaire, qui communique avec la réserve 2.

L'ouverture du boîtier/sas ferme ce système d'alimentation d'air, ce qui concentre l'aspiration forcée de 15 l'atmosphère ambiante sur cette trappe. Cette action rend impossible toute remontée olfactive ou de nuisances gazeuses durant le transfert des déchets. La fermeture du sas rétablit l'aspiration initiale.

La fermeture du boîtier/sas provoque le déversement des 20 déchets contenus dans un système de broyage adapté 22.

Lorsque le boîtier/sas est ouvert, le fond du boîtier empêche toute communication avec l'intérieur de la réserve et surtout interdit l'accès au broyeur 22 qui y est logé.

Le chargement en déchets peut être automatisé avec 25 adjonction d'une goulotte et/ou d'une trémie d'approvisionnement optionnelle. Lorsque le type de déchet et/ou la quantité produite le nécessite, ces moyens de chargement peuvent être prévus de série.

Les déchets introduits sont broyés dès la fermeture du 30 sas. La manoeuvre de cette trappe contrôle la mise en route et la durée de fonctionnement du broyeur. Les broyats sont projetés dans la réserve o ils sont stockés jusqu'au cycle d'incinération. -

Le cycle de transfert et d'élimination des déchets est asservi au taux de remplissage et à la température de la réserve. En particulier, une élévation anormale de la température à l'intérieur de la réserve 2 provoque la 5 réalisation d'un cycle d'incinération, quel que soit le taux de remplissage de la réserve 2.

La réserve comporte, sur un axe vertical, un système de brassage 23 muni de pales qui brassent les déchets pendant la durée du broyage, avec une temporisation d'appoint. Ce 10 brassage, combiné au passage de l'air comburant, active la dessication des déchets.

L'air comburant qui passe au travers des broyats se charge de l'humidité contenue, cette vapeur d'eau étant alors épurée dans les hautes températures de la combustion.

La température de l'ensemble de la réserve est contrôlée pour ne permettre que l'évaporation de l'eau contenue dans les déchets.

Ces particularités favorisent cependant la décomposition et la gazéification de certaines parties de matières 20 organiques. Ces gaz combustibles sont drainés par le flux d'air. Ils participent à l'apport thermique au cours de la combustion en usage courant, sans générer de nuisance ni de pollution. Cette configuration interdit toute concentration de gaz combustible dans les enceintes d'introduction et de 25 réserve des déchets en préparation d'incinération.

Au cours du cycle d'incinération, l'entrée d'air 210 située dans l'enceinte de gestion des déchets est occultée.

Une injection de gaz incinérés est réalisée dans cette enceinte durant le transfert des déchets, cette action ayant 30 pour but de neutraliser les espaces d'approvisionnement des foyers. - 11

On va maintenant décrire, en référence à la figure 3, un exemple de réalisation d'un cycle d'incinération des déchets mis en oeuvre dans le procédé selon l'invention.

Ce cycle d'incinération est programmé par un système de 5 commande 14 qui contrôle notamment les paramètres de sécurité et les moyens d'approvisionnement et de transfert en déchets de la réserve.

Pour un usage courant du système combiné d'élimination selon l'invention, il est prévu une période de transition 10 comprenant, en fonction de la nature du combustible principal, l'une ou l'autre des phases suivantes: une phase d'approvisionnement/allumage par un brûleur du combustible [Bio-D] avec de l'air comburant, lorsque le combustible principal est fourni par un brûleur liquide 15 ou gazeux, - une phase d'approvisionnement/allumage/substitution par du combustible [Bio-D], lorsque le combustible principal est un solide quelconque, - une courte période temporisée garantissant l'approvisionnement, lorsque le combustible principal est du combustible [Bio-D] sous air comburant.

Lorsque la charge et l'inflammation du combustible [BioD] sont assurées par les moyens qui contrôlent la capacité thermique et la température du foyer (température/flamme), on 25 commande simultanément: -une obturation d entrée d'air comburant, -un isolement du brûleur liquide/gaz, s'il existe, -une continuité de l'approvisionnement automatisé en combustible [Bio-D], -une injection d'oxygène comburant au foyer incinérateur, -une injection de gaz incinérés dans le système de stockage, de transfert des déchets et dans la goulotte - 12 d'approvisionnement en combustible [Bio-D], par un système qui aspire ces gaz en sortie d'épuration, -une injection d'oxygène comburant au foyer d'épuration, - une mise en oeuvre des moyens de contrôle de 5 température/combustion de la combinaison du combustible [Bio-D] et des déchets, jusqu'à épuisement de la réserve.

En fin de cycle, une temporisation de sécurité garantit une totale combustion des déchets au niveau du foyer 10 d'incinération. Dès que la réalisation complète du cycle est garantie par les équipements de contrôle, le système selon l'invention se réinstalle dans la procédure d'usage courant.

L'oxygène comburant injecté au foyer incinérateur est fourni à partir d'une réserve d'oxygène liquide d'une 15 capacité correspondant à la quantité de déchets à éliminer et aux fréquences des cycles d'incinération. Les dispositifs de raccordement et d'approvisionnement pour ce gaz sont parfaitement maîtrisés et sécurisés par l'industrie des gaz.

Les systèmes de contrôle et d'alimentation sont de préférence 20 totalement automatiques.

La combustion sous oxygène garantit une parfaite combustion des déchets et du combustible [Bio-D], les volumes de gaz incinérés étant réduits des 4/5ème par rapport à une combustion sous atmosphère.

Les températures de combustion utilisés dans un procédé combiné d'élimination selon l'invention sont: - environ 900'C pour une combustion presque complète des produits incinérés, ce qui correspond à la température d'usage courant, - supérieures ou égales à 16000C pour une combustion réactive du combustible [Bio-DI sous oxygène, ce qui - 13 correspond à une température appropriée pour une épuration par craquage moléculaire (FAAR).

L'énergie thermique contenue dans le gaz de combustion est récupérée dans sa proportion optimale par la chaudière. 5 Les gaz de combustion sont en basse température et réduits aux éléments natifs à la sortie du générateur. Ils peuvent être rejetés à l'atmosphère sans risque de recombinaison moléculaire de type " dioxine " ou autre molécule composée polluante non produite à l'état naturel.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 2, un exemple de réalisation d'un système combiné 100 d'élimination des déchets selon l'invention, sous la forme d'un incinérateur à déchets mis en oeuvre sur une installation de chauffage central existante 200. Dans cette configuration, 15 l'incinérateur à déchets est un système comprenant: - un générateur thermique 101 à double foyer à combustible [Bio-D], - un ensemble technique 102 pour la gestion des déchets.

Ce système doit être installé à proximité de l'appareil 20 de chauffage 220 existant pour coordonner les moyens de contrôle et de fonctionnement.

Le générateur thermique 101 est dédié à l'incinération et à l'épuration totale des déchets ménagers et banals assimilés avec production d'énergie thermique. Il n'est 25 dimensionné que par la quantité de déchets à éliminer. Son fonctionnement est totalement autonome et asservit celui de la chaudière 220 en place. La production d'énergie thermique, dégagée au cours du procédé d'élimination de déchets selon l'invention, est restituée au circuit existant. Cela rend 30 inutile l'usage de la chaudière en place durant l'opération.

Ce système diffère du système d'élimination décrit précédemment pour une configuration d'installation neuve, par - 14 le fait que les deux foyers sont à combustible exclusif [BioD] et fonctionnent exclusivement sous oxygène comburant, l'ensemble des autres caractéristiques étant identique.

S'agissant de l'ensemble technique 102 pour la gestion 5 des déchets, le chauffage de la réserve à déchets est fourni par le système de chauffage central existant 220. Par ailleurs, l'air est utilisé comme comburant exclusif pour la chaudière existante. Seule l'adjonction des mécanismes, conduits et carénages modifie les caractéristiques du système 10 existant.

Il est à noter que l'air comburant utilisé par le chauffage central existant passe nécessairement dans la réserve à déchets, ce qui contribue à l'assèchement de l'air.

Dans toutes les déclinaisons du système combiné 15 d'élimination selon l'invention, le gaz refroidi peut aussi être comprimé pour un retraitement en site spécialisé, comme l'illustre notamment la figure 4. Dans ce cas, le système selon l'invention est équipé d'un compresseur 400 adapté à cette utilisation, qui aspire les gaz incinérés après leur 20 refroidissement dans l'échangeur thermique 10. Ces gaz de combustion sont ensuite comprimés et injectés dans un réservoir de stockage 401, de capacité correspondant à l'usage du système, jusqu'à une pression qui détermine le plein remplissage du réservoir.

Cet équipement nécessite l'ajout d'un obturateur sur l'extraction 9 des gaz de combustion du système selon l'invention. Cette sortie doit être occultée au cours du procédé d'incinération. Le compresseur remplace le mécanisme d'injection de gaz incinérés lors du transfert des déchets 30 dans le cycle d'incinération.

L'adjonction de' cet équipement modifie les contraintes du procédé d'incinération. La mise en route du cycle enclenche en outre: - 15 l'arrêt de l'extracteur des gaz de combustion, - l'obturation du conduit d'évacuation, - la mise en route du compresseur 400.

Le compresseur 400 reste en activité durant toute la 5 phase d'incinération sous oxygène, ce qui permet le contrôle de la combustion sans risque de concentration de gaz chauds inflammables. L'arrêt du compresseur 400 coupe l'alimentation en oxygène, ce qui interrompt instantanément la combustion et provoque son arrêt. Dès l'arrêt du compresseur, il y a une 10 ouverture instantanée d'une vanne pour injecter du gaz carbonique C02 dans le foyer, jusqu'à extinction du combustible solide.

Lorsque le réservoir de stockage 401 est plein et que le pression de contrôle est atteinte, le gaz incinéré est 15 collecté par un prestataire de service externe. Il est à noter que le gaz incinéré stocké est inerte, car réduit aux éléments natifs, et froid.

Du fait de la combustion sous 02, ce gaz n'est composé que de C02 et des gaz de combustion élémentarisés issus des 20 matières combustibles contenues dans les déchets incinérés.

Un prestataire, ayant récupéré ces gaz, peut réaliser la condensation du C02 et la concentration des éléments pour les réintroduire dans le cycle vitale ou les inerter.

On peut aussi prévoir une version simplifiée du système 25 combiné d'incinération selon l'invention, qui ne comprend pas de foyer réacteur pour le craquage moléculaire. Dans ce cas, le cycle d'incinération des déchets génère des molécules composées polluantes. Cela implique de traiter ces gaz dans un système à très haute température qui est alors situé chez 30 un prestataire de service externe.

Lorsque le système d'incinération fait appel à un prestataire externe, celui-ci possède alors un système FAAR - 16 qui assure la dépollution des gaz. Ce prestataire réalise la récupération du C02 par condensation et des éléments gazeux concentrés pour l'usage correspondant à leur intérêt économique. Ce prestataire couvre un secteur géographique 5 donné, par exemple une collectivité territoriale, une communauté de communes, des syndicats intercommunaux, pour rentabiliser son équipement.

Dans cette configuration, le système selon l'invention peut gérer les déchets sur un territoire, et les énergies 10 issues du procédé selon l'invention peuvent revenir directement aux administrés.

On peut aussi prévoir une version du système selon l'invention pour un usage professionnel, dans laquelle seuls les matériels et les systèmes d'approvisionnement en déchets 15 sont adaptés aux produits à éliminer. A titre d'exemple, comme l'illustre la figure 5, un tel système 500 peut équiper une porcherie générant du lisier et des déchets organiques de fonctionnement tels que de l'aliment, du fumier ou des animaux morts.

On met alors en oeuvre un système d'échangeur thermique 520 de grande capacité sur l'ensemble 102 d'approvisionnement et réserve des déchets. Cela permet d'évaporer l'eau contenue en grande quantité dans les déchets. L'usage courant du générateur 200 permet un fonctionnement optimisé pour épurer 25 en continu cette vapeur d'eau et incinérer les gaz de fermentation.

Dans un autre exemple d'application, un système d'incinération selon l'invention est mis en oeuvre pour une station d'épuration des eaux usées d'une commune. Le système 30 approprié à cet usage permet la préparation des boues pour leur incinération. La récupération du C02 et son injection dans l'eau de rejet permettent la désinfection de cette eau, et la photosynthèse du milieu dans lequel elle est rejetée - 17 permet une restitution du Carbone et de l'oxygène à l'écosystème.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent 5 être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. - 18

Claims (45)

REVENDICATIONS

1. Système combiné d'élimination des déchets et de production d'énergie thermique, comprenant: - une réserve à déchets pourvue dans sa partie supérieure de moyens pour introduire des déchets, - un foyer d'incinération de déchets provenant de la réserve à déchets, à circulation inversée avec un flux comburant descendant, - un foyer d'épuration des gaz de combustion provenant du foyer d'incinération, avec un flux gazeux ascendant, - des moyens pour alimenter le foyer d'incinération et le foyer d'épuration en combustible à haute énergie, - des moyens pour apporter un gaz comburant primaire dans la 15 partie supérieure de la réserve à déchets, - des moyens pour évacuer des cendres, disposés sous les foyers d'incinération et d'épuration, et - des moyens pour évacuer les gaz de combustion, disposés dans la partie supérieure du compartiment d'épuration, vers 20 des moyens d'échange thermique.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le foyer d'incinération comporte une grille à refroidissement hydraulique.

3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le foyer d'incinération est hermétiquement isolable au cours de l'incinération des déchets.

4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour alimenter les foyers d'incinération et d'épuration en combustible d'usage courant. - 19

5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en combustible sont occultés au cours d'une phase d'incinération.

6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le foyer d'épuration des gaz de combustion comporte un foyer réacteur à combustible à haute énergie permettant un craquage moléculaire à très haute 10 température.

7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le foyer d'épuration comporte une grille à refroidissement hydraulique. 15

8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le foyer d'épuration des gaz fonctionne en dépression, les gaz de combustion étant détendus dans la partie haute du compartiment.

9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le compartiment d'épuration comprend en outre un système de turbulation parabolique pour permettre une combustion complète de particules de combustibles entraînées par le flux 25 ascendant des gaz de combustion.

10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour extraire les gaz de combustion, lesdits moyens 30 d'extraction étant commandés pour maintenir l'ensemble du système en dépression. -

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'extraction sont commandés pour réguler la vitesse des gaz de combustion.

12. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve à déchets comprend un premier réservoir prévu pour le stockage et la déshumidification des déchets, et un second réservoir, en communication avec le premier réservoir, prévu pour le 10 transfert des déchets séchés vers le foyer à usage courant.

13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour chauffer la réserve à déchets.

14. Système selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour maintenir la température de la réserve à déchets à une température prédéterminée.

15. Système selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le réservoir de transfert comporte des moyens pour élever les déchets issus du réservoir de stockage vers une goulotte prévue pour approvisionner le foyer en 25 combustible.

16. Système selon la revendication 15, caractérisé en ce que les moyens pour élever les déchets comprend une vis d'Archimède.

17. Système selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le réservoir de transfert comprend en - 21 outre des moyens pour contrôler l'ouverture/fermeture d'un accès au réservoir de stockage.

18. Système selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'introduction des déchets comprennent un boîtier/sas étanche d'introduction manuelle, pivotant sur un axe horizontal.

19. Système selon la revendication 18, caractérisé en ce 10 qu'il comprend en outre un système d'alimentation en air comburant primaire, commandé en coopération avec le boîtier/sas étanche d'introduction de sorte que le système d'alimentation en air est fermé lorsque le boîtier/sas d'introduction est ouvert, et est ouvert lorsque le 15 boîtier/sas d'introduction est fermé.

20. Système selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les moyens d'introduction de déchets comprennent une goulotte et/ou une trémie d'approvisionnement.

21. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réserve à déchets comprend en outre des moyens pour broyer les déchets 25 introduits.

22. Système selon la revendication 22, caractérisé en ce que les moyens de broyage sont commandés pour broyer les déchets dès que les moyens d'introduction sont fermés. 30

23. Système selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que la réserve à déchets comprend en outre 22 des moyens pour brasser les déchets pendant la durée du broyage.

24. Système selon la revendication 1, mis en oeuvre avec une 5 installation de chauffage central existante, caractérisé en ce qu'il comprend; - un générateur thermique à double foyer à combustible à haute énergie, pour l'incinération de déchets et l'épuration des gaz de combustion, ce générateur thermique coopérant avec 10 l'installation de chauffage central, et - un ensemble technique pour la gestion des déchets.

25. Système selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour injecter de l'oxygène 15 comburant dans les foyers d'incinération et d'épuration.

26. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz de combustion extrait du foyer d'épuration et refroidi dans les moyens 20 d'échange thermique est comprimé sur un site spécialisé.

27. Procédé combiné d'élimination des déchets et de production d'énergie thermique, mis en oeuvre dans le système selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 comprenant: - une introduction de déchets dans une enceinte de gestion de déchets, - un apport de gaz comburant primaire dans la partie supérieure de l'enceinte de gestion des déchets, un transfert des déchets stockés dans l'enceinte de gestion des déchets, dans un foyer d'incinération, - 23 - une incinération, dans ce foyer d'incinération, des déchets provenant de la réserve à déchets, à circulation inversée avec un flux comburant descendant, - une épuration, dans un foyer d'épuration, des gaz de 5 combustion provenant du foyer d'incinération, avec un flux gazeux ascendant, - une alimentation du foyer d'incinération et du foyer d'épuration en combustible à haute énergie, une évacuation des gaz de combustion, vers un échangeur 10 thermique, et une évacuation de cendres des foyers d'incinération et d'épuration.

28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce 15 qu'il comprend en outre un broyage des déchets introduits dans l'enceinte de gestion des déchets.

29. Procédé selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une injection 20 d'oxygène dans le foyer d'incinération.

30. Procédé selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une injection d'oxygène dans le foyer d'épuration. 25

31. Procédé selon l'une des revendications 27 à 30, caractérisé en ce que l'incinération des déchets est réalisée selon des cycles d'incinération au cours desquels l'apport de gaz comburant primaire est interrompu. 30

32. Procédé selon l'une des revendications 27 à 31, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, au cours d'un - 24 transfert de déchets, une injection de gaz incinérés dans l'enceinte de gestion des déchets.

33. Procédé selon l'une des revendications 27 à 32, mis en 5 oeuvre dans un système pour lequel le combustible principal est fourni par un brûleur liquide ou gazeux, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une période de transition comportant une phase d'approvisionnement/allumage, par un brûleur, d'un combustible à haute énergie avec du gaz 10 comburant.

34. Procédé selon l'une des revendications 27 à 32, mis en oeuvre dans un système pour lequel le combustible principal est de nature solide, caractérisé en ce qu'il comprend en 15 outre une période de transition comportant une phase d'approvisionnement/allumage/substitution par du combustible à haute énergie.

35. Procédé selon l'une des revendications 27 à 32, mis en 20 oeuvre dans un système pour lequel le combustible principal est un combustible à haute énergie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une période de transition comportant une courte période temporisée garantissant l'approvisionnement en combustible à haute énergie.

36. Procédé selon l'une des revendications 27 à 32, mis en oeuvre dans un système pour lequel la charge et l'inflammation du combustible à haute énergie sont assurées par un dispositif de contrôle de la capacité thermique et de la 30 température du foyer d'incinération.

37. Procédé selon l'une des revendications 27 à 36, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, en fin de cycle, - 25 une temporisation de sécurité pour assurer une totale combustion des déchets au niveau du foyer d'incinération.

38. Procédé selon l'une des revendications 27 à 37, mis en 5 oeuvre dans un système dans lequel de l'oxygène comburant est injecté dans le foyer d'incinération et dans le foyer d'épuration, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une phase de compression de gaz de combustion extraits et refroidis dans l'échangeur thermique, comprenant: 10 - un arrêt de l'extraction des gaz de combustion, - une obturation d'un conduit d'évacuation des gaz de combustion, et - une mise en route d'un compresseur.

39. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que le compression est maintenu en fonctionnement durant la phase d'incinération sous oxygène.

40. Procédé selon la revendication 39, caractérisé en ce que 20 l'arrêt du compresseur coupe l'alimentation en oxygène comburant.

41. Application d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, dans laquelle l'énergie thermique 25 produite est récupérée en cogénération d'énergie pour un chauffage central et/ou de production d'eau douce sanitaire, de la climatisation et de la génération d'électricité.

42. Application d'un système selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 26, dans laquelle l'énergie thermique produite est récupérée en trigénération d'énergie, pour - 26 générer de l'énergie électrique et de l'énergie thermique basse température et haute température.

43. Application d'un système selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 26, pour le traitement de déchets organiques provenant d'installation d'élevage.

44. Application d'un système selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, pour le traitement des boues dans une 10 station d'épuration d'eaux usées.

45. Application selon la revendication 44, dans laquelle du dioxyde de carbone récupéré en sortie du système est injecté dans de l'eau de rejet.